在植物生理学、生态学、农业科研与环境监测领域，根系作为植物吸收水分与养分、固定植株、响应环境变化的地下器官，其形态结构与生理功能直接影响植物生长与生态系统健康。传统根系研究依赖破坏性取样，耗时费力且难以连续观测。而
根系扫描仪的出现，实现了对根系无损、高通量、数字化的精准分析。
根系扫描仪集光学成像、机械控制与智能分析于一体，其各部件协同工作，揭示地下生命的奥秘。
一、扫描平台
扫描平台是仪器的机械基础，确保扫描过程平稳、精准。
1、高精度导轨与步进电机：
采用直线导轨与伺服或步进电机驱动，实现扫描头沿X轴或Y轴的匀速、低振动移动，步进精度可达微米级，避免图像模糊或拼接错位。
2、透光平台（扫描床）：
通常为高强度玻璃或亚克力材质，透光性好、耐磨、耐压，可承载土壤、根垫或根箱，确保光线均匀穿透样本。
二、成像系统
成像系统是根系信息的直接采集单元，决定图像质量与分析精度。
1、高分辨率扫描仪：
采用CCD（电荷耦合器件）或CIS（接触式图像传感器），光学分辨率通常≥2400dpi，可清晰捕捉细至0.01mm的根系分支与须根。
2、光源系统：
冷光源（如LED灯）提供均匀、无热辐射的照明，避免根系受热损伤。
可调节亮度与角度，适应不同样本（如湿润土壤、透明培养皿）的透射或反射成像需求。
3、彩色成像能力：
支持24位真彩色扫描，可区分活根（白色或浅色）与死根（褐色或黑色），辅助根系活力评估。
三、样本处理装置
为提升图像质量，部分型号配备专用样本处理组件。
1、根系清洗装置（可选）：
高压喷淋或超声波清洗系统，可自动或半自动清除根系表面土壤，减少杂质干扰，提高分割精度。
2、根系固定框/托盘：
用于平整摆放根系，防止重叠或扭曲，确保扫描时根系处于最佳观测姿态。
四、控制系统与软件
1、主控单元：
集成扫描指令发送、电机控制、图像采集与传输功能，确保硬件协同运行。
2、专业分析软件：
如WinRHIZO、RootNav等，具备以下核心功能：
图像预处理：自动去噪、增强对比度、校正畸变。
根系分割：利用阈值、边缘检测等算法，将根系从背景中精确分离。
参数计算：自动测量总长度、表面积、平均直径、体积、分支数、拓扑结构等数十项形态学参数。
数据导出：支持Excel、CSV等格式，便于统计分析与可视化。
五、辅助系统
1、计算机与显示器：
运行控制与分析软件，实时显示扫描图像与处理结果。
2、电源与稳压装置：
提供稳定电力，防止电压波动影响扫描精度。
3、防尘罩与遮光帘：
防止环境光干扰与灰尘落入扫描区，确保成像一致性。
